JP6593646B2

JP6593646B2 - 乗物用照明装置

Info

Publication number: JP6593646B2
Application number: JP2016018841A
Authority: JP
Inventors: 淳浅田; 匡徳関谷; 泰宏鵜飼
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-02-03
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2036-02-03
Also published as: JP2017136944A; CN107035996B; CN107035996A

Description

本発明は、乗物用照明装置に関する。

車両などの乗物に設けられる照明装置として、例えば、下記特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１のものでは、光源（ＬＥＤ）と、光源からの光を導光することで周囲を照明する導光体を備えている。特許文献１には、導光体として、アクリル樹脂からなる長手状の芯材を、フッ素樹脂からなる被覆材によって被覆したものが例示されている。また、特許文献１においては、光源に対して導光体の端部を位置決めする位置決め部材を備えている。

特開２０１３−８６５３４号公報

一般的に上記被覆材は、芯材に対して圧着などによって固定されている。このため、被覆材に対して外力が作用することで、被覆材が芯材から剥離する事態が懸念される。被覆材が芯材から剥離すると、被覆材と芯材との間に空気が入り込み、導光体からの出射光に輝度ムラが生じる可能性がある。このような事態を防止するためには、例えば、上述した位置決め部材を被覆材には当接させず、芯材のみに当接させる構成が考えられる。しかしながら、芯材に位置決め部材を当接させると、導光体の光入射面が位置決め部材によって覆われることになり、導光体への入光量が少なくなる事態が懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、導光体への入光量が少なくなる事態、及び被覆材が芯材から剥離する事態を抑制しつつ、導光体の位置決めを行うことが可能な乗物用照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、光源と、前記光源の光出射面と対向配置される光入射面と、前記光入射面から入射された光を出射させる光出射面と、を有する長手状の導光体と、前記光源に対して、前記導光体の前記光入射面を位置決めする位置決め部材と、を備え、前記導光体は、前記光入射面を構成する端面を有する長手状の芯材と、前記芯材の外周面を覆う被覆材と、を備え、前記位置決め部材は、前記光源の前記光出射面と前記芯材の前記端面との間に配されると共に光を透過可能な材質によって構成される光透過部を備え、前記光透過部は、前記芯材の前記端面に当接すると共に、前記被覆材に当接しない構成であることに特徴を有する。

上記構成によれば、光透過部が芯材の端面に当接することで、導光体の光入射面を位置決めすることができる。ここで、光透過部は、芯材に当接し、被覆材には当接しない構成であるから、被覆材に外力が作用する事態を抑制することができ、被覆材の剥離を抑制することができる。また、芯材の端面に当接する部分（光透過部）を光が透過可能な材質で構成することで、導光体への入光量が少なくなる事態を抑制することができる。

また、前記光透過部において、前記芯材の前記端面と当接する当接面は、前記芯材の前記端面に向かって突出する湾曲面であるものとすることができる。光透過部における当接面を、端面に向かって突出する湾曲面とすれば、光透過部が被覆材に当接する事態をより確実に抑制することができる。また、光透過部における当接面を湾曲面とすれば、光透過部にレンズの機能を付与させることができ、光透過部を透過して導光体に向かう光を集光させることができる。これにより、導光体への入光量をより多くすることができる。

また、前記光透過部において、前記光源の前記光出射面と対向する面は、前記光源の前記光出射面に向かって突出する湾曲面であるものとすることができる。光透過部における光源側の面を湾曲面とすれば、光透過部にレンズの機能を付与させることができ、光透過部に入射する光を集光させることができる。

また、前記導光体の外周面における前記光源側の端部を覆う筒状部を備えるものとすることができる。導光体の外周面を覆う筒状部材を備えることで、導光体の位置決めをより確実に行うことができる。

本発明によれば、導光体への入光量が少なくなる事態、及び被覆材が芯材から剥離する事態を抑制しつつ、導光体の位置決めを行うことが可能な乗物用照明装置を提供することができる。

照明装置を備えるドアトリムの上部を示す正面図照明装置が備えるベゼルを下方から視た図照明装置が備えるベゼルを下方から視た斜視図照明装置を導光体の延設方向に沿って切断した断面図照明装置を示す断面図（図１のＶ−Ｖ線で切断した図に対応）位置決め部材の変形例１を示す断面図位置決め部材の変形例２を示す断面図

本発明の一実施形態を図１から図５によって説明する。図１は、本実施形態の照明装置２０（乗物用照明装置）を備えるドアトリム１０の上部を模式的に示す正面図である。また、各図面においては、車両前後方向をＸ軸方向、車室内外方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向としている。ドアトリム１０は、ドアパネルを構成するドアインナパネル（図示せず）に取り付けられることで車両ドアを構成するものである。

ドアトリム１０は、図１に示すように、トリム本体部１１を備えている。トリム本体部１１は、図１に示すように、トリム本体部１１の上部を構成する第１ボード１２（アッパーボード）と、第１ボード１２の下方に配される第２ボード１３（例えばロアボード）と、第１ボード１２と第２ボード１３の間に配される加飾部材であるベゼル２１と、を備えている。

第１ボード１２及び第２ボード１３は、例えば、ポリプロピレン等の合成樹脂材料によって構成されている。なお、第１ボード１２及び第２ボード１３の材質は、これに限定されず、例えば、木質系材料と合成樹脂を混合したものなどを用いてもよい。第１ボード１２、第２ボード１３は、例えば、取付用ボス及び取付片を用いた締結手段（熱カシメやビスなど）によって互いに結合されている。

ベゼル２１は、図２及び図３に示すように、車両前後方向に長い形状をなしている。なお、図２及び図３は、ベゼル２１を下方から視た図であり、図２における上側が車室内側に対応し、左側が車両前側に対応するものとされる。照明装置２０は、図４及び図５に示すように、ベゼル２１と、ＬＥＤ４１と、円柱状をなす導光体５０と、ＬＥＤ４１と導光体５０の間に配される位置決め部材６０と、ベゼル２１との間で導光体５０を保持する保持部材７０（図５参照）と、を備えている。

照明装置２０は、ベゼル２１に対して、ＬＥＤ４１（光源）、導光体５０、位置決め部材６０、及び保持部材７０が組み付けられることでユニット化されている。ベゼル２１は、図２及び図３に示すように、車両前後方向に長い形状をなすベゼル本体部２２と、ＬＥＤ４１が収容されるＬＥＤ収容部２５と、を備えている。ベゼル本体部２２は、図５に示すように、断面視において下方に開口した略コの字状をなしている。また、ベゼル本体部２２には、長手方向に沿う形で溝部２２Ｂ（図３も参照）が形成されており、導光体５０は溝部２２Ｂに嵌合される形でベゼル本体部２２に配されている。

また、ベゼル本体部２２における車室内側の壁部２２Ｄは、車室内側（図５の左側）に露出されており、トリム本体部１１の意匠面を構成するものとされる。ベゼル本体部２２には、取付孔２２Ａが複数個形成されている。取付孔２２Ａには、例えば、ビス（図示せず）が挿通され、第２ボード１３に設けられた取付用ボス（図示せず）に対して、このビスを介してベゼル本体部２２が取り付けられる。

保持部材７０は、ベゼル本体部２２に対して下方から嵌合する形で取り付けられており、導光体５０を下方から支持する構成となっている。また、保持部材７０は光透過性の高い（透明度の高い）合成樹脂材料（例えばアクリルやポリカーボネート等）によって構成されている。また、図５に示すように、ベゼル本体部２２の壁部２２Ｄと、第２ボード１３の上端部の間には、車室内外方向に隙間Ｓ１が設定されている。この隙間Ｓ１は、車両前後方向に延びる形状をなし、保持部材７０は、この隙間Ｓ１に沿う長手状をなしている。導光体５０からの出射光Ｌ１（図５の矢線）は、保持部材７０及び隙間Ｓ１を通過して車室内に出射される構成となっている。

ＬＥＤ４１（光源）は、図４に示すように、ＬＥＤ基板４２に実装されており、電線（図示せず）を介して、車両に搭載されたバッテリ等の電源装置（図示せず）に接続されている。ＬＥＤ４１及びＬＥＤ基板４２は、ＬＥＤ収容部２５に収容されている。ＬＥＤ収容部２５は、車両後側に開口する略箱状をなしており、ベゼル本体部２２における長手方向の一端部（本実施形態では車両後端部）に設けられている。また、ＬＥＤ収容部２５には、その開口を塞ぐ形でカバー部材２６が取り付けられる。カバー部材２６は、収容されたＬＥＤ基板４２に対して、車両後側から当接されている。これにより、ＬＥＤ基板４２（ひいてはＬＥＤ４１）の車両後側への変位が規制されている。

導光体５０（導光棒）は、可撓性及び光透過性を有しており、図４に示すように、アクリル系樹脂からなる芯材５１（コア）と、例えばフッ素系樹脂からなる被覆材５６（クラッド）から構成されている。芯材５１は、断面が円形に形成されるとともに、車両前後方向に長い長手状（棒状）をなしている。被覆材５６は、芯材５１と同じ長さで設定され、芯材５１の外周面（側面）を全面に亘って覆うものとされる。被覆材５６は、例えば圧着などの固定手段によって芯材５１に固定されている。なお、導光体５０としては、例えば、公開特許公報である特開２００５−３０６２３３や特開平６−７５１２０号等に開示された公知の導光体を使用することが可能である。なお、導光体５０は、ベゼル本体部２２の長手方向（車両前後方向に沿う方向）に沿う形で配される。

ＬＥＤ４１は、芯材５１の一端部に配されており、ＬＥＤ４１の光出射面４１Ａが芯材５１の端面５１Ａ（導光体５０の光入射面を構成する端面）と対向配置されている。これにより、ＬＥＤ４１から出射された光は、端面５１Ａから芯材５１の内部に入射し、その内部で全反射を繰り返すことで導光された後、導光体５０の外周面５０Ａ（側面、導光体の光出射面）の全面から外部に出射される構成となっている。

また、ＬＥＤ収容部２５には、筒状部２７が一体的に設けられている。筒状部２７は、ＬＥＤ収容部２５から車両前側（図４の左側）に立ち上がる形態とされる。筒状部２７の内径は、導光体５０の直径よりもわずかに大きい値で設定されており、筒状部２７の内部には、導光体５０の一端部が挿通されている。これにより、導光体５０の外周面におけるＬＥＤ４１側の端部が筒状部２７によって覆われることで、導光体５０の一端部が保持されている。また、筒状部２７の先端部においては、内径が先端に向かう程大きくなるものとされる。これにより、筒状部２７内に導光体５０を容易に挿通させることができる。

位置決め部材６０は、図４に示すように、ＬＥＤ収容部２５の内部に収容されており、ＬＥＤ４１を車両前側から覆う構成となっている。位置決め部材６０は、屈折率が空気よりも十分に高く、光透過性の高い（透明度の高い）合成樹脂材料（例えばアクリルやポリカーボネート等）によって構成されている。位置決め部材６０は、断面視コの字状をなす本体部６１と、本体部６１においてＬＥＤ４１の光出射面４１Ａと対向する箇所に形成された突出部６２と、本体部６１において芯材５１の端面５１Ａと対向する箇所に形成された突出部６３と、を備えている。つまり、突出部６２及び突出部６３は、ＬＥＤ４１における光出射面４１Ａと、芯材５１の端面５１Ａとの間に配される光透過部を構成するものとされる。

本体部６１は、車両後側の端部において、ＬＥＤ基板４２の周端部に当接されている。また、本体部６１における車両前側の面には、ＬＥＤ収容部２５の内面に形成された突起部２８が当接する構成となっている。これにより、本体部６１は、車両前後方向に変位が規制されている。突出部６２は、ＬＥＤ４１の光出射面４１Ａ側に突出する略半球状をなしている。つまり、突出部６２において、ＬＥＤ４１の光出射面４１Ａと対向する面は、ＬＥＤ４１に向かって突出する湾曲面６２Ａとされる。

突出部６３は、芯材５１の端面５１Ａ側に突出する略半球状をなしている。突出部６３において、芯材５１の端面５１Ａと対向する面は、端面５１Ａに向かって突出する湾曲面６３Ａとされる。そして、突出部６３の突出端は、端面５１Ａに対して当接されている。つまり、湾曲面６３Ａは、端面５１Ａに当接する当接面とされる。また、湾曲面６３Ａは、端面５１Ａに当接する一方で、被覆材５６には、当接しない構成となっている。

本実施形態では、ＬＥＤ４１から出射された光は、突出部６２の湾曲面６２Ａから突出部６２内に入射し、その後、突出部６３の湾曲面６３Ａを通じて、芯材５１の端面５１Ａから芯材５１の内部に入射する。ＬＥＤ４１からの出射光は、湾曲面６２Ａ及び湾曲面６３Ａを通過する過程で集光される構成となっている。つまり、位置決め部材６０は、ＬＥＤ４１に対して導光体５０の端面５１Ａを位置決めする機能と、ＬＥＤ４１から出射された光を集光するレンズ（凸レンズ）としての機能を担っている。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、位置決め部材６０の突出部６３が芯材５１の端面５１Ａに当接することで、導光体５０の光入射面である端面５１Ａを位置決めすることができる。これにより、端面５１ＡとＬＥＤ４１の光出射面４１Ａとの対向間隔を規定することができる。ここで、突出部６３は、芯材５１に当接し、被覆材５６には当接しない構成であるから、被覆材５６に外力が作用する事態を抑制することができ、被覆材５６の剥離を抑制することができる。

なお、被覆材５６の剥離は、例えば、芯材５１と被覆材５６の材質が異なる場合において、車室内の温度が変化した場合に起こり易い。これについて、長手方向における芯材５１の熱膨張係数が、長手方向における被覆材５６の熱膨張係数よりも高い値で設定されている場合を例示して説明する。このような場合において、車室内が常温（芯材５１と被覆材５６とが同じ長さの状態）よりも低い温度になると、芯材５１が被覆材５６に対してより大きく収縮する結果、芯材５１の全長が被覆材５６の全長よりも小さくなる。これにより、被覆材５６の端部が芯材５１の端部に対して飛び出す形で配される。このとき、被覆材５６の端部に、外力が作用すると被覆材５６が剥離する可能性がある。この点、本実施形態では、被覆材５６に外力が作用する事態を抑制できるから、被覆材５６の剥離を抑制することができる。

なお、上記説明では、芯材５１の熱膨張係数が被覆材５６の熱膨張係数よりも高い場合を例示したが、これに限定されない。例えば、芯材５１及び被覆材５６が同じ材質（同じ熱膨張係数）であってもよいし、被覆材５６の熱膨張係数が芯材５１の熱膨張係数よりも高く設定されていてもよい。また、被覆材５６に対して外力が作用する事態を抑制すれば、上述した原因（車室内の温度変化）に関わらず、被覆材５６の剥離を抑制することができる。例えば、製造時のわずかな寸法誤差によって、被覆材５６の端部が芯材５１の端部に対して飛び出しているような場合であっても、被覆材５６の剥離を抑制することができる。

また、本実施形態では、芯材５１の端面５１Ａに当接する突出部６３を光が透過可能な材質で構成することで、導光体５０への入光量が少なくなる事態を抑制することができる。

また、突出部６３において、端面５１Ａと当接する当接面は、端面５１Ａに向かって突出する湾曲面６３Ａとされる。このような構成とすれば、突出部６３が被覆材５６に当接する事態をより確実に抑制することができる。また、湾曲面６３Ａを備えることで、突出部６３にレンズの機能を付与させることができ、突出部６３を透過して導光体５０に向かう光を集光させることができる。これにより、導光体への入光量をより多くすることができる。

また、突出部６２において、ＬＥＤ４１の光出射面４１Ａと対向する面は、ＬＥＤ４１に向かって突出する湾曲面６２Ａとされる。突出部６２におけるＬＥＤ４１側の面を湾曲面６２Ａとすれば、突出部６２にレンズの機能を付与させることができ、突出部６２に入射する光を集光させることができる。なお、突出部６２及び突出部６３によってＬＥＤ４１からの出射光を集光させる構成は、ＬＥＤ４１の指向角が大きい（例えば指向角が１２０°以上）場合において特に好適である。また、本実施形態のＬＥＤ４１は、例えば、チップ型のＬＥＤであるが、これに限定されず、砲弾型のＬＥＤであってもよい。しかしながら、一般的にチップ型のＬＥＤは、実装が容易などの利点がある一方で、砲弾型のＬＥＤに比べて指向角が低い場合が多い。このため、本実施形態の構成は、チップ型のＬＥＤを用いる場合により好適である。

また、導光体５０の外周面５０ＡにおけるＬＥＤ４１側の端部を覆う筒状部２７を備える。導光体５０の外周面を覆う筒状部２７を備えることで、導光体５０の径方向における位置決めを行うことができる。

なお、芯材５１の端面５１Ａを位置決めするために、例えば筒状部２７に導光体５０の端面５１Ａに当接する当接部を一体的に設ける構成も考えられる。しかしながら、筒状部２７は、ＬＥＤ４１からの光が外部に漏れる事態を抑制することが求められることから、光透過部材で構成することが難しい。このため、筒状部２７に当接部を一体的に設け、この当接部を芯材５１の端面５１Ａに当接させた場合、当接部によって端面５１Ａの一部が覆われ、導光体５０への入光量が少なくなる事態が懸念される。

本実施形態では、光透過部材である突出部６３を端面５１Ａに当接させているから、このような事態を抑制することができる。なお、導光体５０の直径が小さくなると、端面５１Ａの面積が小さくなるから、当接部によって端面５１Ａが覆われた場合の影響（入光量の低下）が大きくなる。このため、本実施形態の構成は、導光体５０の直径が小さい場合において、特に好適である。なお、本実施形態の導光体５０の直径は、例えば３．５ｍｍで設定されるが、これに限定されず適宜変更可能である。しかしながら、導光体５０の直径をより小さい値（例えば３．５ｍｍ以下）で設定すれば、導光体５０からの出射光をより細い線状の光とすることができ、よりスマートな印象を乗員に与えることができるため、意匠性の観点から好適である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態で例示した照明装置２０は、車両用に限定されず、種々の乗物に搭載することが可能である。
（２）上記実施形態においては、照明装置２０を備える車両用内装材としてドアトリム１０を例示したが、これに限定されない。車両用内装材としては、例えば、クォータトリム、デッキサイドトリムなどを例示することができる。また、導光体５０やＬＥＤ４１が取り付けられる部材は、ベゼル２１に限定されず適宜変更可能である。
（３）上記実施形態では、芯材５１がアクリル系樹脂とされ、被覆材５６がフッ素系樹脂であるものを例示したが、芯材５１及び被覆材５６の材質は、これに限定されない。
（４）上記実施形態では、位置決め部材において、芯材５１の端面５１Ａに当接する当接面が端面５１Ａに向かって突出する湾曲面６３Ａである構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図６の変形例に示すように、位置決め部材１６０の突出部１６３が円柱状をなし、芯材５１の端面５１Ａに当接する当接面（突出端面１６３Ａ）が平面であってもよい。また、図７の変形例に示すように、位置決め部材２６０の突出部２６３が端面５１Ａから遠ざかる方向に向かって突出する湾曲面２６３Ａを有していてもよい。なお、このような湾曲面２６３Ａを有することで、例えば、ＬＥＤ４１からの出射光を拡散させることが可能である。
（５）上述した位置決め部材においては、ＬＥＤ４１の光出射面４１Ａと芯材５１の端面５１Ａとの間に配される部分が、光を透過可能な材質で構成されていればよく、それ以外の部分の材質は、光を透過可能な材質に限定されない。
（６）上記実施形態では、ＬＥＤ４１が導光体５０の車両後端側に配されている構成を例示したが、これに限定されない。ＬＥＤ４１は導光体５０の車両前端側に配されていてもよく、導光体５０の長手方向における両端側にそれぞれ配されていてもよい。

２０…照明装置（乗物用照明装置）、２７…筒状部、４１…ＬＥＤ（光源）、４１Ａ…光出射面（光源の光出射面）、５０…導光体、５０Ａ…導光体の外周面（導光体の光出射面）、５１…芯材、５１Ａ…端面（導光体の光入射面）、５６…被覆材、６０，１６０，２６０…位置決め部材、６２…突出部（光透過部）、６２Ａ…湾曲面（光透過部において光源の光出射面と対向する面）、６３，１６３，２６３…突出部（光透過部）、６３Ａ…湾曲面（芯材の端面と当接する当接面）

Claims

光源と、
前記光源の光出射面と対向配置される光入射面と、前記光入射面から入射された光を出射させる光出射面と、を有する長手状の導光体と、
前記光源に対して、前記導光体の前記光入射面を位置決めする位置決め部材と、
前記光源が実装される基板と、
前記光源、前記基板及び前記位置決め部材が収容される収容部と、
前記収容部が有する開口を塞ぐカバー部材と、を備え、
前記導光体は、
前記光入射面を構成する端面を有する長手状の芯材と、
前記芯材の外周面を覆う被覆材と、を備え、
前記位置決め部材は、前記光源の前記光出射面と前記芯材の前記端面との間に配されると共に光を透過可能な材質によって構成される光透過部を備え、
前記光透過部は、前記芯材の前記端面に当接すると共に、前記被覆材に当接しない構成であり、
前記収容部の内面には、前記位置決め部材に対して前記導光体側から当接する突起部が形成されており、
前記基板は、前記位置決め部材に対して前記導光体と反対側から当接する構成とされ、
前記カバー部材は、前記収容部に収容されると共に前記基板に対して前記導光体と反対側から当接する構成とされる乗物用照明装置。
前記光透過部において、前記芯材の前記端面と当接する当接面は、前記芯材の前記端面に向かって突出する湾曲面である請求項１に記載の乗物用照明装置。
前記光透過部において、前記光源の前記光出射面と対向する面は、前記光源の前記光出射面に向かって突出する湾曲面である請求項１又は請求項２に記載の乗物用照明装置。
前記導光体の外周面における前記光源側の端部を覆う筒状部を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の乗物用照明装置。